包括;向所述第二超导量子干涉器件提 供可调偏置电流的第一偏置电路。
[0017] 优选地,所述超导量子干涉器磁传感器还包括;向所述第二超导量子干涉器件提 供可调偏置电流的第一偏置电路,W及向所述第一超导量子干涉器件提供可调偏置电流的 第二偏置电路。
[0018] 优选地,所述信号补偿处理单元包括;与所述第二磁传感器和第一磁传感器相连 的减法处理模块,用于W所述第一超导量子干涉器件的磁场磁通转换系数为基准,将所接 收的第一感应信号和第二感应信号分别转换成第一磁通和第二磁通,并将所述第二磁通与 第一磁通做减法运算,W得到并输出各磁通量程范围内的磁通;与所述减法处理模块相连 的差额磁通量子数计算模块,用于计算所述减法处理模块所输出的各磁通量程范围内的磁 通平均值,并W预设的磁通量程范围的磁通平均值为基准,确定其余各磁通量程范围的磁 通平均值相对于所述预设的磁通量程范围的磁通平均值的差额;与所述差额磁通量子数计 算模块相连的补偿模块,用于根据各磁通量程范围的磁通平均值相对于所述预设的磁通量 程范围的磁通平均值的差额,将所述第一感应信号中失锁期间的部分进行补偿,W得到对 应所述外部磁通的连续变化的第一感应信号。
[0019] 优选地,所述差额磁通量子数计算模块所确定的各差额需满足公式: (。〇樹巧〇)-心V?o|<|?o其中,ANi为第i个其余磁通量程范围与预设的磁通量 程范围之间因工作点变化产生的磁通量子数量之差,〇。为一个磁通量子数量,为第i个其余磁通量程范围内的磁通平均值,〇ws。预设的基准的磁通量程范围内的磁通平均值。
[0020] 如上所述,本发明的超导量子干涉器磁传感系统,具有W下有益效果;利用较低精 度且能够长时间感应连续磁通变化的第二磁传感器来提供第二感应信号,利用高精度但无 法长时间感应连续磁通变化的包含超导量子干涉器件的第一磁传感器来提供第一感应信 号,再利用第二感应信号和第一感应信号的差值来对第一感应信号中不连续部分(即失锁 期间)进行补偿估算,能够将高精度的第一感应信号由不连续信号转换成连续信号,进而实 现超导量子干涉器件在多个小时甚至更久的时间里连续测量高精度的感应信号,为后续数 据分析采集精准的磁信号的数据资料。
【附图说明】
[0021] 图1显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统的结构示意图。
[0022] 图2显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的第二磁传感器在一个磁通 量子变化周期中第二超导量子干涉器件在欠反馈电路的反馈前后输出的感应信号波形示 意图。
[0023] 图3显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的第二磁传感器在连续跨越 两个磁通量子变化周期内所述欠反馈电路所输出的感应信号波形示意图。
[0024] 图4显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的第二磁传感器的一种优选 方式的结构示意图。
[0025] 图5显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的第二磁传感器的又一种优 选方式的结构示意图。
[0026] 图6显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的第二磁传感器中信号处理 单元的一种优选方式的结构示意图。
[0027] 图7显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的第二磁传感器在连续跨越 两个磁通量子变化周期内所述信号处理单元中整型滤波器、计数波形生成器和合成器各自 所输出的感应信号波形示意图。
[0028] 图8显示为本发明的超导量子干涉器磁传感系统中的信号补偿处理单元的一种 优选方案的结构示意图。
[0029] 元件标号说明
[0030] 1 超导量子干涉器磁传感系统
[0031] 11 第二磁传感器
[0032] 111 第二超导量子干涉器件
[003引 112 欠反馈电路
[0034] 1121 比例放大器
[00巧]1121' 磁通回路放大器
[0036] 1122、1122' 反馈电阻
[0037] 1123、1123' 反馈电感
[0038] 1124 直流磁通调节回路
[0039] 1125 第H超导量子干涉器件
[0040] 113 信号处理单元
[0041] 1131 计数波形生成器
[0042] 1132 模数转换器
[004引 1133 合成器
[0044] 114 第一偏置电路
[004引 115 第二偏置电路
[0046] 12 第一磁传感器
[0047] 121 第一超导量子干涉器件
[0048] 13信号补偿处理单元
[0049] 131减法处理模块
[0050] 132差额磁通量子数计算模块
[0051] 133补偿模块
【具体实施方式】
[0052] W下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书 所掲露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可W通过另外不同的具体实 施方式加W实施或应用,本说明书中的各项细节也可W基于不同观点与应用,在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,W下实施例及实施 例中的特征可W相互组合。
[0053] 需要说明的是,W下实施例中所提供的图示仅W示意方式说明本发明的基本构 想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸 绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也 可能更为复杂。
[0054] 请参阅图1,本发明提供一种超导量子干涉器磁传感系统。所述超导量子干涉器磁 传感系统能够高精度的感应外部环境的磁通在连续跨过多个磁通量子变化周期的磁场信 号,并将所感应的磁场信号转换为感应信号。本发明所述的超导量子干涉器磁传感系统所 输出的感应信号的精度接近超导量子干涉器件的精度。
[0055] 所述超导量子干涉器磁传感系统1包括;第一磁传感器12、第二磁传感器11和信 号补偿处理单元13。
[0056] 所述第一磁传感器12包含第一超导量子干涉器件121,用于实时调整所述第一超 导量子干涉器件121的锁定工作点,并在每次锁定后的一个磁通量程范围内感应并输出与 所述外部磁通的变化相对应的第一感应信号。
[0057] 其中,由于超导量子干涉器件是非线性的磁通电压转化器件,需要借助磁通锁定 环路(即读出电路)来实现磁通电压的线性转化,所述读出电路由前置放大器,积分器,反 馈电阻和反馈线圈构成,形成一个磁通负反馈闭环,在闭环工作的情况下,反馈端的电压与 S卵ID检测到的磁通成正比,用该电压即可测量超导量子干涉器件检测到的磁通信号。
[0058] 由于超导量子干涉器件传输特性,所述读出电路包含多个工作点。由于受到各种 干扰,读出电路在工作中会发生工作点跳跃。因此,所述读出电路需要能够及时的锁定到新 的工作点。久而久之,工作点经过几次跳跃,使得所述读出电路的输出电压接近溢出(超过 +-10V电压),即超出了一个磁通量程范围,而无法稳定工作。
[0059] 本实施例中,所述第一磁传感器12还包括:与所述第一超导量子干涉器件121相 连的读出电路。
[0060]